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L'effetto Doppler

La frequenza del suono emesso da una sirena posta su un veicolo in moto aumenta quando il veicolo di avvicina e diminuisce quando il veicolo si allontana; questo fenomeno, detto effetto Doppler, fu scoperto dal fisico austriaco Christian Doppler ed è comune ad ogni tipo di onda. Quando una sorgente di onde e un osservatore si muovono l'uno rispetto all'altro, l'osservatore misura una frequenza delle onde diversa da quella propria della sorgente: andando verso la sorgente, la persona incontra un numero di impulsi maggiore di quelli che lo raggiungerebbero nello stesso tempo se stesse fermo; se si allontana dalla sorgente avviene il contrario.

La propagazione rettilinea della luce

Per quanto riguarda la formazione delle immagini, la luce appare spostarsi in linea retta senza deviazioni; per questo si parla di raggi luminosi, sottili fasci di luce che ne individuano in modo visibile la direzione e il verso di propagazione. Ne sono esempio i raggi del Sole che entrano in una stanza buia dai buchi delle tapparelle. Una conferma della propagazione rettilinea della luce è costituita dalle immagini che si formano nella camera oscura: le zone di penombra sono spazi dove la luce arriva solo parzialmente e le sorgenti luminose hanno dimensioni estese (come avviene nell'eclissi di Sole); gli effetti d'ombra trovano la loro manifestazione più macroscopica nelle eclissi di Luna.

La velocità della luce

La luce è energia che si sposta nello spazio alla massima velocità possibile per un segnale di energia nell'Universo. Già Galileo nel 1600 aveva dedotto che la luce aveva una velocità grandissima, se non infinita. Fu un astronomo danese, Ole Roemer, a effettuare nel 1675 la prima misura della velocità della luce, basandosi sull'osservazione del periodo di oscuramento di un satellite di Giove, Io. Da allora sono stati compiuti enormi progressi nelle tecniche di misura tanto che il S.I. da deciso del 1983 di fissarne il valore di circa 300 Km/s (costante di riferimento più importante di tutta la fisica).

La riflessione della luce

La riflessione della luce da parte di una superficie piana segue due leggi. Consideriamo un sottile raggio di luce che incide su una superficie piana formando un angolo di incidenza qi con la normale alla superficie; esso viene riflesso formando un angolo qr tale che: l'angolo di incidenza e l'angolo di riflessione sono uguali; il raggio incidente, il raggio riflesso e la retta perpendicolare alla superficie riflettente nel punto di incidenza giacciono tutti sullo stesso piano. Quando un fascio di raggi di luce paralleli incide su una superficie scabra, come quella di una parete, i raggi incontrano molti piani microscopici inclinati; questa proprietà, detta diffusione, rappresenta il modo più comune con cui la luce si distribuisce nell'ambiente.

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